CN104931581A - 一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，属于铝合金检测技术领域。该方法包括以下步骤：（1）将待检测板材放置在相控阵超声波检测仪的升降台上，随升降台浸入水中；（2）根据板材厚度调用符合客户验收标准的距离-波幅曲线，设置系统参数；（3）使用试块的上表面对相控阵超声波探头的晶片进行晶片校准和增益补偿；（4）使用平底孔试块进行距离-波幅曲线校准；（5）根据板材规格设定扫描范围，进行超声波扫描；（6）对可疑区域进行评估，标记缺陷位置并出具报告；（7）将板材提升到水面以上并进行干燥。本发明检测和校准方便，测试效率高，准确性高，为铝合金预拉伸板的质量保证提供了一种高效率、高重复性、高再现性的无损检测手段。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金检测技术领域，尤其是一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法。
背景技术
航空航天工业需要大量的铝合金预拉伸板制造各种航空零部件。随着国防及航空科技的高速发展，对其内部质量检测的要求日趋严格。我国生产的铝合金预拉伸板内部质量控制是采用超声波接触无损检测，但超声波接触法探伤的缺点是工作效率低，探伤人员劳动强度大，由于人的因素使探头与板材的耦合压力有很大差异，对不连续性评定差生误差，在大批量探伤检测中，声束覆盖率达不到探伤标准要求，使检测结果的准确性产生误差。目前，已经有研究人员对铝合金预拉伸板的检测方法进行了研究和改进。
如中国专利201410219162.4公开了一种超声波水浸自动探伤铝合金预拉伸板的检测方法，使用高频率水浸点聚焦探头对6-15mm的铝合金预拉伸板进行超声波检测；使用漆刷式探头对板材厚度大于15mm的板材进行超声波检测。该方法使用高频率水浸点聚焦探头减小盲区，实现薄板的超声波检测，使用漆刷式探头对厚板检测以提高检测效率。但该方法在检测不同厚度的铝合金预拉伸板时需要更换探头并调用特定检测工艺，十分不方便。另外，点聚焦探头的有效声束直径小，扫描步进小，导致检测效率也不高。除此，该技术为了保证超声波探头的有效性，每个探头每年还需要进行至少一次校准，耗费大量资金和时间。
又如中国专利201210224347.5公开了一种钢板断续夹层超声相控阵监测方法，在被检测钢板上设置网格，然后使用相控阵超声波仪器对网格进行逐个扫描，适用于在役钢板的超声波检测。但在作为机加工原料的铝合金预拉伸板的批量生产中，该方法的机械自动化检测效率比较低。因为该方法需在检测前安装网格，从而将被检测钢板划分成多个小区域然后逐个进行扫描。
此外，现有的技术中还有使用接触式的小盲区、高分辨力、大角度TR双晶组合纵波探头，通过设计TR探头并在TR探头前端加装延迟块，可以在一定程度上缩短工件中近场区长度并减小了探伤盲区，从而使适用的铝合金预拉伸板探伤最小厚度达到6mm。但该方法仅适用于人工手动超声波探伤，受检测人员注意力集中程度和熟练程度影响大。
发明内容
本发明的发明目的在于：解决水浸式自动化超声波检测的检测效率和表面分辨率瓶颈问题，提供一种高效、可靠、工作程序简易的铝合金预拉伸板水浸式自动化相控阵超声波检测方法，为铝合金预拉伸板的质量保证提供了一种高效率、高重复性、高再现性的无损检测手段。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，包括以下步骤：
(1)选择相控阵超声波检测仪，准备成套的符合客户验收标准的平底孔试块，选取厚度为6mm-150mm的铝合金预拉伸板作为待检测板材，将板材放置在相控阵超声波检测仪的升降台上，随升降台浸入水槽内的水中；
(2)根据被检测板材的厚度进行以下操作：a.调用符合客户验收标准的距离-波幅曲线；b.选用频率5-15MHz的线性相控阵超声波探头；c.设置高、低通滤波；d.选择虚拟探头激发的晶片数；e.选择虚拟探头的激发模式；
(3)使用平底孔试块的上表面对相控阵超声波探头的晶片进行校准和增益补偿；
(4)使用平底孔试块进行距离-波幅曲线校准；
(5)根据板材规格设定扫描范围，使用小于300mm/s的速度进行超声波扫描，扫描步进需保证超声波有效声束覆盖50％以上，水温保持在7℃-37℃；
(6)对可疑区域进行评估，标记缺陷，并根据评估结果出具报告；
(7)控制升降台将板材提升到水面以上，并对板材进行干燥。
本发明中，步骤(2)中线性相控阵超声波探头的晶片数为64-256个。晶片宽度为0.6mm、晶片间距为0.1mm、晶片高度为10mm。
高低通滤波的应用主要在于超厚板探伤。超厚板的检测难点在于检测的噪音信号比薄板的强。噪音信号容易造成误判。必须通过适当地设置高低通滤波才能提高超声波检测的有效性。在本发明步骤(2)中，高通滤波设置是以相控阵超声波探头中心频率为基准，降低1.0MHz-2.5MHz；低通滤波设置以相控阵超声波探头中心频率为基准，提高1.0MHz-5.0MHz。当检测厚度大于100mm的板材时，高通滤波与探头中心频率的差值设为1.5-2.5MHz；低通滤波与探头中心频率的差值设2.5-5.0MHz；当检测厚度大于150mm的板材时，高通滤波设为8.5MHz,低通滤波设为12.5MHz。
进一步地，步骤(2)中，虚拟探头激发的晶片数为每次激发9-30个晶片，更优选为每次激发9-30个晶片，虚拟探头的激发模式可选择为单个虚拟探头激发或多个虚拟探头平行激发，最优选为2-3个虚拟探头平行顺序激发。
进一步地，在步骤(3)中，对相控阵超声波探头的晶片进行校准和增益补偿时，调节探头角度使试块上表面回波达到最大值，保证探头与试块上表面垂直；调节增益使试块上表面回波波高在满屏以下；将超声波闸门放置在试块上表面回波上；调节增益使试块上表面回波波高刚好达到满屏30％-100％范围的某一固定波幅，固定波幅优选为满屏的80％，并记录下该补偿增益值；对相控阵探头上的晶片逐个进行校准并获得补偿增益值，将每个晶片的补偿增益值一一对应地施加至每个晶片上；其中，相控阵超声波晶片之间的增益补偿变差为8dB以下，优选为6dB以下，更优选为4dB以下。
进一步地，所述根据板材规格设定扫描范围的方法是：将摄像头安装在相控阵超声波探头正上方，拍摄方向垂直于水槽的水面，用于拍摄相控阵探头与被检测板材的相对位置；将摄像头获取的探头位置实时影像传输至超声波系统的人机界面；在距离待检测板材四个角纵向和横向各100mm-400mm的位置设置超声波扫描的参考点，使用待检测板材四个角的待参考点获得矩形的超声波扫描区域。
进一步地，所述对可疑区域进行评估的方法为：使用C-扫描图获得疑似缺陷的位置信息，然后通过控制系统使超声波探头移动到疑似缺陷大致位置的上方；通过调节声束入射角度使疑似缺陷波幅至最高，并与相应验收等级参考试块的人工缺陷波幅高度比较，判断疑似缺陷是否超标。
进一步地，所述对缺陷进行标记的方法为：在所述相控阵超声波探头的升降轴上固定有汽缸，气缸活塞杆通过弹簧连接有打标蜡笔，对缺陷进行标记时，气缸驱动蜡笔压在待检测板材表面上，蜡笔跟随探头升降轴沿着水平平面运动，画出一个直径为100mm-400mm的圆形标记。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的相控阵超声波检测技术可以根据被检测板材的厚度设置相应的相控阵晶片激发法则，精确地控制虚拟探头(Virtual Aperture)的参数，因此，仅需调用适当的晶片激发程序就可以完成不同厚度规格板材检测工艺的切换，从而避免了需要频繁更换探头并调用特定检测工艺的麻烦。
2、本发明使用线性相控阵超声波探头进行超声波扫描，其扫描步进达172mm，而单个点聚焦探头的扫描步仅约1mm，本发明可以大幅提高检测效率。
3、本发明调节超声波声束垂直于被检测板材表面的操作方便，多个水浸式点聚焦探头或多个漆刷式探头需要调节角度使超声波垂直入射被检测板材表面时工作量很大，而本发明水的浸式相控阵超声波探头集成了上百个独立晶片，仅需做一次调节就可以达到超声波垂直入射的目的，因此可提高检测效率。
4、本发明的相控阵超声波探头的校准方便。水浸式超声波检测技术为了保证超声波探头的有效性，每个探头每年还需要进行至少一次校准，耗费大量资金和时间；而本发明的相控阵超声波技术仅需要使用本发明所述方法对一个相控阵超声波探头进行校准就可以完成校准工作。
5、本发明使用水浸式自动化检测技术，提高了超声波检测的检测效率和准确性，保证扫描声束覆盖，避免了检测员手工探伤的劳累。而且本发明使用的水浸式检测技术可以完全将近场区留在水介质中，并在远场区对工件进行超声波检测，从而进一步提高了缺陷评估的准确性。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1实施例1中平底孔在板材中的分布示意图；
图2实施例1中第35号平底孔的A-扫描图；
图3实施例1中第35号平底孔的B-扫描图；
图4实施例2中平底孔在板材中的分布示意图
图5实施例2中第35号平底孔的A-扫描图；
图6实施例2中第35号平底孔的B-扫描图；
图7实施例中所用相控阵超声波检测仪的平面示意图；
图8实施例中所用相控阵超声波检测仪的俯视图。
具体实施方式
本发明公开了一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，该方法具有效率高、准确性高的特点，以下通过附图和具体实施方式对本发明做进一步详述。
本发明所用的相控阵超声波检测仪的功能示意图如图7和图8所示，该检测仪包括超声波水槽1，水槽1为矩形，在超声波水槽1两侧各设有一条平行于水槽1的导轨2，导轨2上安装有门形扫描桥架3，扫描桥架3上设有探头升降轴9，相控阵超声波探头8安装在探头升降轴9的末端。水槽1内还设有升降台4和用于支撑升降台的升降台支撑6，升降台4用于将待检测的铝合金预拉伸板5浸入和升出水槽1，打标装置10固定在探头升降轴9上。打标装置包括气缸以及与气缸活塞杆通过弹簧连接的打标笔。
实施例1
本发明的检测方法，具体步骤如下：
(1)准备相控阵超声波检测仪，其相控阵超声波探头的晶片数为256个、晶片宽度0.6mm、晶片间距0.1mm、晶片高度10mm、探头频率为10MHz。选择成套的孔径规格为Φ0.8mm的平底孔试块，选取大厚度铝合金预拉伸板做为待检测板材，本实施例选用的待测板材的合金牌号为7075，长度为483mm，宽度为457mm，厚度为159mm，板材中有不同声程的直径为Φ0.8mm和Φ1.2mm的平底孔，平底孔在板材中的分布示意图如图1所示，各平底孔所处位置、声程和当量直径见表1。
将待检测板材放置在相控阵超声波检测设备升降台上，板材随着升降台浸入水槽的水中；
(2)调用Φ0.8mm平底孔的距离-波幅曲线，设置系统参数，虚拟探头的激发模式选择为每次激发14个晶片，2个虚拟探头平行顺序激发，从而提高检测效率。虚拟探头之间的间距为3个晶片，从而保证按顺序激发的虚拟探头之间的有效声束覆盖率达到50％以上，形成共81个相控阵延时法则。探头至被检测板材表面的水距设置为75mm，激发电压为180V，采样频率为100MHz，脉冲宽度为50ns，高、低通滤波分别设置为8.5MHz和12.5MHz。
(3)对相控阵超声波探头的晶片进行校准和增益补偿,调节探头角度使试块上表面回波达到最大值，使探头与试块上表面垂直；调节增益使试块上表面回波波高在满屏以下；将超声波闸门放置在试块上表面回波上,调节增益使试块上表面回波波高刚好达到满屏的50％，并记录下该补偿增益值。对相控阵探头上的晶片逐个进行校准并获得补偿增益值,然后将每个晶片的补偿增益一一对应地施加至每个晶片上。补偿增益值变差为4.2dB。
(4)使用成套的Φ0.8mm平底孔试块进行距离-波幅曲线校准。
(5)根据板材规格设定扫描范围，将摄像头安装在相控阵超声波探头正上方，拍摄方向垂直于水槽的水面，用于拍摄相控阵探头与被检测板材的相对位置；将摄像头获取的探头位置实时影像传输至超声波系统的人机界面；在距离待检测板材四个角纵向和横向各200mm的位置设置超声波扫描的参考点，使用待检测板材四个角的待参考点获得矩形的超声波扫描区域；使用150mm/s的速度进行超声波扫描，扫描步进为172mm，水温保持在7℃-37℃。
(6)对可疑区域进行评估，使用C-扫描图获得疑似缺陷的位置信息，然后通过控制系统使超声波探头移动到疑似缺陷大致位置的上方，在疑似缺陷的区域进行小范围的相控阵扇形扫描，扫描声束偏转角度为5°，再将相控阵探头移动至疑似缺陷位置的正上方，通过调节声束入射角度使疑似缺陷波幅至最高并与相应验收等级参考试块的人工缺陷波幅高度比较，判断疑似缺陷是否超标；
对应记录的缺陷进行标记,在所述相控阵超声波探头的升降轴上固定有汽缸，气缸活塞杆通过弹簧连接有打标蜡笔，对缺陷进行标记时，将探头移动至待标记的位置上方，距离被检测板材75mm的位置，气缸驱动蜡笔压在待检测板材表面上，升降轴沿着水平平面画一个直径为200mm的圆，蜡笔也相应的在被检测板材表面留下一个直径为200mm的圆形蜡笔痕迹。
最后根据评估结果出具报告。
(7)控制超声波扫描桥架回到起始点，控制升降台将板材提升到水面以上并用真空吸盘将铝合金预拉伸板移动到干燥机组处进行干燥。
按照本实施例的程序执行超声波检测，所有Φ0.8mm和Φ1.2mm平底孔都被检出。其中，表1中第35号平底孔(金属声程146.1mm，当量直径Φ0.8mm)的A-扫描图见图2，B-扫描图见图3。实施例1证明本发明所述方法具备探测大厚度铝合金预拉伸板的Φ0.8mm当量缺陷的能力。
表1实施例1中各平底孔所处位置、声程和当量直径
| 序号 | X(mm) | Y(mm) | 金属声程(mm) | 当量直径(mm) |
| 1 | 38.1 | 76.2 | 82.6 | 1.2 |
| 2 | 38.1 | 139.7 | 82.6 | 1.2 |
| 3 | 38.1 | 203.2 | 82.6 | 1.2 |
| 4 | 114.3 | 76.2 | 95.3 | 1.2 |
| 5 | 114.3 | 139.7 | 95.3 | 1.2 |
| 6 | 114.3 | 203.2 | 95.3 | 1.2 |
| 7 | 190.5 | 76.2 | 108.0 | 1.2 |
| 8 | 190.5 | 139.7 | 108.0 | 1.2 |
| 9 | 190.5 | 203.2 | 108.0 | 1.2 |
| 10 | 266.7 | 76.2 | 120.7 | 1.2 |
| 11 | 266.7 | 139.7 | 120.7 | 1.2 |
| 12 | 266.7 | 203.2 | 120.7 | 1.2 |
| 13 | 342.9 | 76.2 | 133.4 | 1.2 |
| 14 | 342.9 | 139.7 | 133.4 | 1.2 |
| 15 | 342.9 | 203.2 | 133.4 | 1.2 |
| 16 | 419.1 | 76.2 | 146.1 | 1.2 |
| 17 | 419.1 | 139.7 | 146.1 | 1.2 |
| 18 | 419.1 | 203.2 | 146.1 | 1.2 |
| 19 | 38.1 | 279.4 | 82.6 | 0.8 |
| 20 | 38.1 | 342.9 | 82.6 | 0.8 |
| 21 | 38.1 | 406.4 | 82.6 | 0.8 |
| 22 | 114.3 | 279.4 | 95.3 | 0.8 |
| 23 | 114.3 | 342.9 | 95.3 | 0.8 |
| 24 | 114.3 | 406.4 | 95.3 | 0.8 |
| 25 | 190.5 | 279.4 | 108.0 | 0.8 |
| 26 | 190.5 | 342.9 | 108.0 | 0.8 |
| 27 | 190.5 | 406.4 | 108.0 | 0.8 |
| 28 | 266.7 | 279.4 | 120.7 | 0.8 |
| 29 | 266.7 | 342.9 | 120.7 | 0.8 |
| 30 | 266.7 | 406.4 | 120.7 | 0.8 |
| 31 | 342.9 | 279.4 | 133.4 | 0.8 |
| 32 | 342.9 | 342.9 | 133.4 | 0.8 |
| 33 | 342.9 | 406.4 | 133.4 | 0.8 |
| 34 | 419.1 | 279.4 | 146.1 | 0.8 |
| 35 | 419.1 | 342.9 | 146.1 | 0.8 |
| 36 | 419.1 | 406.4 | 146.1 | 0.8 |
实施例2
本发明的检测方法具体步骤如下：
(1)准备相控阵超声波检测仪，其相控阵超声波探头的晶片数为256个、晶片宽度0.6mm、晶片间距0.1mm、晶片高度10mm、探头频率为10MHz。选择成套的孔径规格为Φ0.8mm的平底孔试块，选取大厚度铝合金预拉伸板做为待检测板材，本实施例选用的待测板材的合金牌号为7075，长度482.6mm，宽度304.8mm，厚度25.4mm。待测板材中有不同声程的直径为Φ0.8mm和Φ1.2mm的平底孔，平底孔在板材中的分布示意图如图4所示，各平底孔所处位置、声程和当量直径见表2。
将待检测板材放置在相控阵超声波检测设备升降台上，板材随着升降台浸入水槽的水中。
(2)调用Φ0.8mm平底孔的距离-波幅曲线，设置系统参数，虚拟探头的激发模式选择为每次激发9个晶片，2个虚拟探头平行顺序激发，从而提高检测效率。虚拟探头之间的间距为3个晶片，从而保证按顺序激发的虚拟探头之间的有效声束覆盖率达到50％以上，形成共83个相控阵延时法则。探头至被检测板材表面的水距设置为75mm，激发电压为180V，采样频率为100MHz，脉冲宽度为50ns，高、低通滤波分别设置为7.5MHz和15MHz。
(3)对相控阵超声波探头的晶片进行校准和增益补偿,调节探头角度使试块上表面回波达到最大值，使探头与试块上表面垂直；调节增益使试块上表面回波波高在满屏以下；将超声波闸门放置在试块上表面回波上,调节增益使试块上表面回波波高刚好达到满屏的80％，并记录下该补偿增益值。对相控阵探头上的晶片逐个进行校准并获得补偿增益值,然后将每个晶片的补偿增益一一对应地施加至每个晶片上。补偿增益变差为4.0dB。
(4)使用成套的Φ0.8mm平底孔试块进行距离-波幅曲线校准。
(5)根据板材规格设定扫描范围，将摄像头安装在相控阵超声波探头正上方，拍摄方向垂直于水槽的水面，用于拍摄相控阵探头与被检测板材的相对位置；将摄像头获取的探头位置实时影像传输至超声波系统的人机界面；在距离待检测板材四个角纵向和横向各300mm的位置设置超声波扫描的参考点，使用待检测板材四个角的待参考点获得矩形的超声波扫描区域；使用220mm/s的速度进行超声波扫描，扫描步进为172mm，水温保持在7℃-37℃。
(6)对可疑区域进行评估，使用C-扫描图获得疑似缺陷的位置信息，然后通过控制系统使超声波探头移动到疑似缺陷大致位置的上方，在疑似缺陷的区域进行小范围的常规直声束入射超声波扫描，再将探头移动至疑似缺陷位置的正上方，通过调节声束入射角度使疑似缺陷波幅至最高并与相应验收等级参考试块的人工缺陷波幅高度比较，判断疑似缺陷是否超标。
对应记录的缺陷进行标记,在所述相控阵超声波探头的升降轴上固定有汽缸，气缸活塞杆通过弹簧连接有打标蜡笔，对缺陷进行标记时，将探头移动至待标记的位置上方，距离被检测板材75mm的位置，气缸驱动蜡笔压在待检测板材表面上，升降轴沿着水平平面画一个直径为100mm的圆，蜡笔也相应的在被检测板材表面留下一个直径为100mm的圆形蜡笔痕迹。
最后根据评估结果出具报告。
(7)控制超声波扫描桥架回到起始点，控制升降台将板材提升到水面以上并用真空吸盘将铝合金预拉伸板移动到干燥机组处进行干燥。
表2实施例2中各平底孔所处位置、声程和当量直径
| 序号 | X(mm) | Y(mm) | 金属声程(mm) | 当量直径(mm) |
| 1 | 38.1 | 76.2 | 3.2 | 1.2 |
| 2 | 38.1 | 139.7 | 3.2 | 1.2 |
| 3 | 38.1 | 203.2 | 3.2 | 1.2 |
| 4 | 114.3 | 76.2 | 6.4 | 1.2 |
| 5 | 114.3 | 139.7 | 6.4 | 1.2 |
| 6 | 114.3 | 203.2 | 6.4 | 1.2 |
| 7 | 190.5 | 76.2 | 9.5 | 1.2 |
| 8 | 190.5 | 139.7 | 9.5 | 1.2 |
| 9 | 190.5 | 203.2 | 9.5 | 1.2 |
| 10 | 266.7 | 76.2 | 12.7 | 1.2 |
| 11 | 266.7 | 139.7 | 12.7 | 1.2 |
| 12 | 266.7 | 203.2 | 12.7 | 1.2 |
| 13 | 38.1 | 279.4 | 3.2 | 0.8 |
| 14 | 38.1 | 342.9 | 3.2 | 0.8 |
| 15 | 38.1 | 406.4 | 3.2 | 0.8 |
| 16 | 114.3 | 279.4 | 6.4 | 0.8 |
| 17 | 114.3 | 342.9 | 6.4 | 0.8 |
| 18 | 114.3 | 406.4 | 6.4 | 0.8 |
| 19 | 190.5 | 279.4 | 9.5 | 0.8 |
| 20 | 190.5 | 342.9 | 9.5 | 0.8 |
| 21 | 190.5 | 406.4 | 9.5 | 0.8 |
| 22 | 266.7 | 279.4 | 12.7 | 0.8 |
| 23 | 266.7 | 342.9 | 12.7 | 0.8 |
| 24 | 266.7 | 406.4 | 12.7 | 0.8 |
按照实施例2的程序执行超声波检测，所有Φ0.8mm和Φ1.2mm平底孔都被检出。其中，表2中第14号平底孔(金属声程3.2mm，当量直径Φ0.8mm)的A-扫描图见图5；B-扫描图见图6；实施例2表明本发明所述方法具有高近表面分辨率，具备探测金属近表面的Φ0.8mm当量缺陷的能力。
因此，本发明的方法不仅能探测金属近表面的缺陷，对大厚度板材的缺陷也能准确探出，具有准确性高、探测范围广的优势。另外，本发明的方法不需要随待测板材的厚度更换超声波探头、扫面步进远远大于点聚焦超声波探头、而且调节超声波声束垂直于被检测板材表面的操作方便，相比于现有技术，可以大幅提高检测的效率。
Claims (10)
1.一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)选择相控阵超声波检测仪，准备成套的符合客户验收标准的平底孔试块，选取厚度为6mm-150mm的铝合金预拉伸板作为待检测板材，将板材放置在相控阵超声波检测仪的升降台上，随升降台浸入水槽内的水中；
(2)根据被检测板材的厚度进行以下操作：a.调用符合客户验收标准的距离-波幅曲线；b.选用频率5-15MHz的线性相控阵超声波探头；c.设置高、低通滤波；d.选择虚拟探头激发的晶片数；e.选择虚拟探头的激发模式；
(3)使用平底孔试块的上表面对相控阵超声波探头的晶片进行校准和增益补偿；
(4)使用平底孔试块进行距离-波幅曲线校准；
(5)根据板材规格设定扫描范围，使用小于300mm/s的速度进行超声波扫描，扫描步进需保证超声波有效声束覆盖50％以上，水温保持在7℃-37℃；
(6)对可疑区域进行评估，标记缺陷，并根据评估结果出具报告；
(7)控制升降台将板材提升到水面以上，并对板材进行干燥。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，其特征在于：步骤(2)中所述线性相控阵超声波探头的晶片数为64-256个。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，其特征在于：所述高通滤波设置是以相控阵超声波探头中心频率为基准，降低1.0MHz-2.5MHz；所述低通滤波设置以相控阵超声波探头中心频率为基准，提高1.0MHz-5.0MHz。
4.根据权利要求3所述的一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，其特征在于：设置高低通滤波时，当检测厚度大于100mm的板材时，高通滤波与探头中心频率的差值设为1.5-2.5MHz；低通滤波与探头中心频率的差值设2.5-5.0MHz；当检测厚度大于150mm的板材时，高通滤波设为8.5MHz,低通滤波设为12.5MHz。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，其特征在于：步骤(2)中，虚拟探头激发的晶片数为每次激发9-14个晶片。
6.根据权利要求3所述的一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，其特征在于：步骤(2)中，所述虚拟探头的激发模式可选择为单个虚拟探头激发或多个虚拟探头平行激发。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，其特征在于：在步骤(3)中，对相控阵超声波探头的晶片进行校准和增益补偿时，调节探头角度使试块上表面回波达到最大值，使探头与试块上表面垂直；调节增益使试块上表面回波波高在满屏以下；将超声波闸门放置在试块上表面回波上；调节增益使试块上表面回波波高刚好达到满屏30％-100％范围的某一固定波幅，并记录下该补偿增益值；对相控阵探头上的晶片逐个进行校准并获得补偿增益值，将每个晶片的补偿增益值一一对应地施加至每个晶片上；其中，相控阵超声波晶片之间的增益补偿变差为8dB以下。
8.根据权利要求1所述的一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，其特征在于所述根据板材规格设定扫描范围的方法是：将摄像头安装在相控阵超声波探头正上方，拍摄方向垂直于水槽的水面，用于拍摄相控阵探头与被检测板材的相对位置；将摄像头获取的探头位置实时影像传输至超声波系统的人机界面；在距离待检测板材四个角纵向和横向各100mm-400mm的位置设置超声波扫描的参考点，使用待检测板材四个角的待参考点获得矩形的超声波扫描区域。
9.根据权利要求1所述的一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，其特征在于所述对可疑区域进行评估的方法为：使用C-扫描图获得疑似缺陷的位置信息，然后通过控制系统使超声波探头移动到疑似缺陷大致位置的上方；通过调节声束入射角度使疑似缺陷波幅至最高，并与相应验收等级参考试块的人工缺陷波幅高度比较，判断疑似缺陷是否超标。
10.根据权利要求1所述的一种铝合金预拉伸板的水浸式相控阵超声波检测方法，其特征在于所述对缺陷进行标记的方法为：在所述相控阵超声波探头的升降轴上固定有汽缸，气缸活塞杆通过弹簧连接有打标蜡笔，对缺陷进行标记时，气缸驱动蜡笔压在待检测板材表面上，蜡笔跟随探头升降轴沿着水平平面运动，画出一个直径为100mm-400mm的圆形标记。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109490331A (zh) * | 2017-09-11 | 2019-03-19 | 波音公司 | 高速管道检验系统 |
| CN109781853A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-21 | 河北普阳钢铁有限公司 | 利用超声波单晶直探头判断扁平金属板材分层缺陷的方法 |
| CN110133102A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-16 | 广西南南铝加工有限公司 | 一种铝合金扁铸锭水浸式超声波检测系统及其使用方法 |
| CN110702790A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-17 | 成都主导科技有限责任公司 | 一种用于远声程检测的超声波探头 |
| CN113899810A (zh) * | 2021-08-26 | 2022-01-07 | 中国人民解放军空军工程大学航空机务士官学校 | 一种铝基隐身涂层损伤的超声波检测方法 |
| CN114113325A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-01 | 润电能源科学技术有限公司 | 一种相控阵超声波信号定位方法、装置、系统及存储介质 |
| CN115561309A (zh) * | 2022-06-09 | 2023-01-03 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 铜铝过渡线夹水浸式自动超声检测装置及检测方法 |
| CN118585942A (zh) * | 2024-08-05 | 2024-09-03 | 南京云海铝业有限公司 | 应用于金属产品的全水浸智能检测管理方法、系统及设备 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2139757A (en) * | 1983-05-12 | 1984-11-14 | Secr Defence | Method of ultrasonic non-destructive testing |
| JP2007139546A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Showa Denko Kk | 金属棒状材の製造装置、金属棒状材の製造方法、アルミニウム合金連続鋳造棒の製造方法および非破壊検査装置 |
| CN102095799A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-06-15 | 东北轻合金有限责任公司 | 一种7系铝合金锻件缺陷水浸探头超声波探伤的方法 |
| CN102608209A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-25 | 上海斌瑞检测技术服务有限公司 | 爆炸焊接复合材料界面波纹的超声检测设备及其检测方法 |
| CN103115959A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-05-22 | 沪东重机有限公司 | 一种奥氏体不锈钢薄板焊缝的超声波探伤方法 |
| CN103604866A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-02-26 | 广西南南铝加工有限公司 | 水浸式超声波设备板材缺陷标记装置及打标方法 |
| CN103969338A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-06 | 东北轻合金有限责任公司 | 一种超声波水浸自动探伤铝合金预拉伸板的检测方法 |
-
2015
- 2015-05-25 CN CN201510269110.2A patent/CN104931581B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2139757A (en) * | 1983-05-12 | 1984-11-14 | Secr Defence | Method of ultrasonic non-destructive testing |
| JP2007139546A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Showa Denko Kk | 金属棒状材の製造装置、金属棒状材の製造方法、アルミニウム合金連続鋳造棒の製造方法および非破壊検査装置 |
| CN102095799A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-06-15 | 东北轻合金有限责任公司 | 一种7系铝合金锻件缺陷水浸探头超声波探伤的方法 |
| CN102608209A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-25 | 上海斌瑞检测技术服务有限公司 | 爆炸焊接复合材料界面波纹的超声检测设备及其检测方法 |
| CN103115959A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-05-22 | 沪东重机有限公司 | 一种奥氏体不锈钢薄板焊缝的超声波探伤方法 |
| CN103604866A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-02-26 | 广西南南铝加工有限公司 | 水浸式超声波设备板材缺陷标记装置及打标方法 |
| CN103969338A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-06 | 东北轻合金有限责任公司 | 一种超声波水浸自动探伤铝合金预拉伸板的检测方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 卢载浩 等: "铝合金预拉伸板超声水浸自动探伤", 《轻合金加工技术》 * |
| 张晓霞 等: "ScanMaster 超声波C扫描系统在铝合金板材水浸探伤中的应用", 《LW2013第五届铝型材技术（国际）论坛文集》 * |
| 郑许 等: "航空铝合金板材水浸超声波相控阵检测技术", 《LW2013第五届铝型材技术（国际）论坛文集》 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109490331A (zh) * | 2017-09-11 | 2019-03-19 | 波音公司 | 高速管道检验系统 |
| CN109490331B (zh) * | 2017-09-11 | 2023-09-15 | 波音公司 | 高速管道检验系统 |
| CN109781853A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-21 | 河北普阳钢铁有限公司 | 利用超声波单晶直探头判断扁平金属板材分层缺陷的方法 |
| CN110133102A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-16 | 广西南南铝加工有限公司 | 一种铝合金扁铸锭水浸式超声波检测系统及其使用方法 |
| CN110133102B (zh) * | 2019-05-28 | 2021-12-21 | 广西南南铝加工有限公司 | 一种铝合金扁铸锭水浸式超声波检测系统及其使用方法 |
| CN110702790A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-17 | 成都主导科技有限责任公司 | 一种用于远声程检测的超声波探头 |
| CN113899810A (zh) * | 2021-08-26 | 2022-01-07 | 中国人民解放军空军工程大学航空机务士官学校 | 一种铝基隐身涂层损伤的超声波检测方法 |
| CN114113325A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-01 | 润电能源科学技术有限公司 | 一种相控阵超声波信号定位方法、装置、系统及存储介质 |
| CN114113325B (zh) * | 2021-12-10 | 2024-02-20 | 润电能源科学技术有限公司 | 一种相控阵超声波信号定位方法、装置、系统及存储介质 |
| CN115561309A (zh) * | 2022-06-09 | 2023-01-03 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 铜铝过渡线夹水浸式自动超声检测装置及检测方法 |
| CN118585942A (zh) * | 2024-08-05 | 2024-09-03 | 南京云海铝业有限公司 | 应用于金属产品的全水浸智能检测管理方法、系统及设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104931581B (zh) | 2018-01-16 |
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